Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1 Proces produkcyjny – Wariantowanie zamówień produkcyjnych.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1 Proces produkcyjny – Wariantowanie zamówień produkcyjnych."— Zapis prezentacji:

1 1 Proces produkcyjny – Wariantowanie zamówień produkcyjnych

2 2 Wstęp Zapoznamy się ze strukturą i działaniem systemu komputerowo wspomaganego podejmowania decyzji w zadaniach planowania i sterowania przepływu produkcji w systemach wieloasortymentowej produkcji rytmicznej. Zastosowanie takich pakietów pozwala na szybką ocenę: Czy możliwa jest terminowa realizacja nowowprowadzanych zleceń w systemie o znanych i niewykorzystanych mocach produkcyjnych w warunkach istniejących deterministycznych ograniczeń logistycznych?

3 3 Produkcja wieloasortymentowa umożliwia jednoczesne wytwarzanie krótkich serii wyrobów wzdłuż określonych marszrut technologicznych. Celem nadrzędnym staje się zatem sprawne planowanie produkcji, poszukiwanie związków umożliwiających odpowiedzi na pytania typu: Co, gdzie, kiedy oraz w jakiej ilości powinno być dostarczone dla efektywnej realizacji produkcji?

4 4 Struktura ERP:

5 5 Moduł-Sterowanie produkcją:

6 6 Model przepływu: Przykładowy pakiet umożliwia podejmowanie decyzji dotyczących możliwości realizacji zlecenia produkcyjnego przy zadanych ograniczeniach związanych z systemem wytwórczym i wymaganiami klienta. Każde zlecenie, będące przedmiotem weryfikacji, charakteryzuje się określonymi parametrami, takimi jak: wielkość zlecenia, termin realizacji, wielkość partii produkcyjnej, okres wprowadzania partii produkcyjnej, proces produkcyjny. Realizacja zlecenia weryfikowana jest pod kątem możliwości i ograniczeń podsystemów: wytwórczego, transportu i składowania.

7 7 W omawianym przypadku system wieloasortymentowej produkcji rytmicznej składa się ze: Przyjmuje się, że wózki samojezdne poruszają się cyklicznie wzdłuż z góry zadanych tras. zbioru maszyn technologicznych {M i | i = 1,...,m}, zbioru procesów produkcyjnych wyrobów {P j | j = 1,...,n}, zbioru magazynów przystanowiskowych {B k | k = 1,...,m} magazynu wejścia-wyjścia oraz zbioru wózków samojezdnych {W z | z = 1,...,f}.

8 8 System jednoczesnej, wieloasortymentowej produkcji rytmicznej charakteryzuje się krótko i średnioseryjną produkcją. Przy każdym ze stanowisk występuje magazyn (bufor przystanowiskowy) podzielony na dwa pola (przedoperacyjne i pooperacyjne) o zadanych pojemnościach. Pomiędzy zasobami technologicznymi poruszają się wózki samojezdne, których zadaniem jest przewożenie materiału zgodnie z marszrutami technologicznymi realizowanych procesów.

9 9 Sposób przepływu materiału procesu P 1 i P 2 : M 1,..., M 4 - zasoby technologiczne (obrabiarki CNC); B 1,..., B 4 - bufory przystanowiskowe; W 1, W 2 - wózki AGV; marszruty procesów P 1, P 2 ; marszruty transportowe wózków samojezdnych W 1 i W 2

10 10 Przykład realizacji współbieżnych procesów produkcyjnych: Obrabiarka CNC Magazyn materiałów i wyrobów gotowych Magazyn centralny (przenośnik wewnętrzny) Paleta Przenośnik zewnętrzny

11 11 Założenia przepływu produkcji : 1.dostęp procesów do zasobów dzielonych realizowany jest w trybie wzajemnego wykluczania; 2.operacje technologiczne wykonywane na zasobach są niewywłaszczalne; 3.każdy proces jest sekwencją skończonej liczby operacji, które są wykonywane w kolejności określonej przez marszrutę; 4.każda marszruta przebiega tylko raz przez dany zasób; 5.na wejściu i wyjściu każdej marszruty znajduje się magazyn o pojemności równej wielkości partii produkcyjnej;

12 12 6.rozpoczęcie kolejnej operacji następuje po zakończeniu operacji ją poprzedzającej, pod warunkiem dostępności zasobu; 7.czasy operacji technologicznych i transportowych są liczbami naturalnymi; 8.czasy wykonania operacji mają charakter deterministyczny; 9.operacje transportu pomiędzy stanowiskami marszruty wykonywane są przy udziale podsystemu transportu bliskiego i magazynowania.

13 13 Podsystem transportu bliskiego i magazynowania stanowi zbiór zasobów operacyjnych (magazynów, wózków samojezdnych, tras jezdnych, itp.), za pomocą których realizowany jest proces przepływu materiałów w systemie. Charakteryzuje się on następującymi założeniami: 1.dany jest skończony zbiór odcinków (tras jezdnych) łączących pary zasobów technologicznych; 2.w systemie występuje skończona liczba wózków samojezdnych o zadanych pojemnościach; 3.wózki poruszają się ze stałą prędkością, cyklicznie po ściśle określonych marszrutach transportowych;

14 14 4.marszruta transportowa stanowi zbiór jednokierunkowych odcinków (tras jezdnych) łączących pary zasobów technologicznych systemu; 5.marszruta transportowa może przebiegać co najwyżej raz przez ten sam odcinek (brak nawrotów); 6.dostęp do odcinków współużytkowanych przez wózki realizowany jest w trybie wzajemnego wykluczania; 7.dana jest specyfikacja czasów przejazdu wózka po trasach systemu; 8.czasy załadunku i rozładunku wliczone są w czas przejazdu wózka po trasie; 9.dana jest specyfikacja okresów powtarzalności przejazdu wózków po wybranych trasach (marszrucie transportowej);

15 15 10.dana jest skończona liczba buforów przystanowiskowych odpowiadająca liczbie zasobów technologicznych systemu; 11.na wejściu i na wyjściu marszruty technologicznej znajduje się bufor o pojemności odpowiadającej wielkości partii produkcyjnej realizowanego procesu; 12.bufor przystanowiskowy B k składa się z dwóch części magazynowych: pola wejściowego (przedoperacyjnego) B k/1, gromadzącego elementy przed obróbką na danym stanowisku i pola wyjściowego (pooperacyjnego) B k/2, gromadzącego elementy po obróbce technologicznej na danym stanowisku; 13.dana jest skończona pojemność pól składowania dla k-tego bufora przystanowiskowego B k/1 i B k/2.

16 16 Planowanie przepływu produkcji: Wariantowanie przepływu produkcji w systemie wieloasortymentowej produkcji rytmicznej polega na sprawdzeniu warunków mających charakter warunków wystarczających, których spełnienie gwarantuje terminową realizację zleceń produkcyjnych w systemie o znanych, niewykorzystanych mocach produkcyjnych. Służy zatem wyznaczeniu takiej wielkości partii produkcyjnej wprowadzanego procesu, która spełnia ograniczenia systemu.

17 17 Decyzja o przyjęciu (doborze) nowego zlecenia produkcyjnego jest podejmowana w siedmiu etapach: Etap 1 - wyznaczenie zbioru dopuszczalnych wielkości partii produkcyjnych D ZW. Zbiór ten determinowany jest wielkościami istniejących przestojów na zasobach wspólnych występujących w marszrucie technologicznej nowowprowadzanego zlecenia. Etap 2 - wyznaczenie podzbioru D TN D ZW elementów, dla których możliwe jest wyznaczenie przebiegu ustalonego spełniającego warunki technologicznego następstwa operacji oraz zagwarantowany jest niezakłócony przebieg aktualnie realizowanych zleceń.

18 18 Etap 3 - wyznaczenie podzbioru D WS D TN elementów, dla których istnieje wystarczająca liczba wózków samojezdnych niezbędnych dla zrealizowania wszystkich operacji transportowych. Etap 4 - wyznaczenie podzbioru D PT D WS elementów, dla których wyznaczone wielkości partii transportowych gwarantują niezakłócony przepływ aktualnie realizowanej produkcji w systemie. Etap 5 - wyznaczenie podzbioru D PW D PT elementów, dla których dostępne pojemności wózków samojezdnych gwarantują wykonanie wszystkich operacji transportowych na zadanych partiach transportowych.

19 19 Etap 6 - zbiór D PW ogranicza się do elementów, dla których istnieje wystarczająca pojemność buforów przystanowiskowych (gwarantująca realizację wszystkich operacji magazynowania). - wyznaczenie zbioru D PB. W ostatnim etapie 7 następuje wyznaczenie podzbioru D TR D PB elementów, dla których możliwa jest terminowa realizacja nowego zlecenia. Przedstawione postępowanie prowadzi do wyznaczenia zbioru dopuszczalnych wielkości partii produkcyjnych D TR D PB D PW D PT D WS D TN D ZW. Dopuszczalne są zatem te warianty organizacji produkcji, dla których istnieje partia produkcyjna, wielkość której umożliwia terminową realizację zlecenia przy nie zakłóconym przepływie aktualnie realizowanych procesów.

20 20 Wyznaczanie zbiorów dopuszczalnych wielkości partii produkcyjnych: D ZW D TN D WS D PT D PB D PW D TR D PB D PW D PT D WS D TN D ZW D TR

21 21 Ustalenie dopuszczalnego wariantu organizacji przepływu produkcji realizowane jest w oparciu o sekwencję warunków wystarczających, ograniczających wyjściowy zbiór rozwiązań dopuszczalnych: Każda wielkość partii ze zbioru D TR odpowiada jednemu z dopuszczalnych, ustalonych przepływów produkcji nowowprowadzanego zlecenia. Gdy zbiór D TR jest zbiorem pustym, oznacza to, że zlecenie nie zostanie przyjęte do realizacji. Ustalony przepływ produkcji dla n-zleceń n+1-sze zlecenie Przestoje zasobów wspólnych (wyznaczenie zbioru dopuszczalnych wielkości partii produkcyjnych dla n+1-szego zlecenia) Technologiczne następstwo operacji Dostępna ilość wózków samojezdnych D ZW D TN D WS D PW D PB D TR Dostępna pojemność wózków samojezdnych Dostępna pojemność magazynów przystanowiskowych Terminowość realizacji zlecenia Zbiór ustalonych przepływów produkcji dla n+1- zleceń Zmienne wielkości partii transportowych D PT

22 22 System planowania przepływu produkcji – SPPP: System SPPP składa się z dwóch podstawowych modułów: Specyfikacji systemu produkcyjnego: - zasoby technologiczne (maszyny wytwórcze); - trasy w systemie transportu bliskiego; - wózki samojezdne; - rozkład jazdy; Planowania: - biblioteka procesów; - zlecenia produkcyjne; - weryfikacja zleceń.

23 23 a) Moduł specyfikacji systemu. b) Moduł planowania przepływu produkcji.

24 24 Wprowadzenie danych wejściowych systemu produkcyjnego: obejmuje określenie: liczby zasobów technologicznych i buforów przystanowiskowych; pojemności buforów przystanowiskowych; tras podsystemu transportu bliskiego i magazynowania; liczby i pojemności wózków samojezdnych; rozkładu jazdy podsystemu transportu w systemie.

25 25 Specyfikacja zasobów technologicznych: usunięcie pozycji z listy dodanie nowej pozycji do listy edycja wybranej pozycji z listy anuluj przycisk akceptuj wybór pozycji z listy

26 26 Specyfikacja tras systemu transportu bliskiego:

27 27 Specyfikacja wózków samojezdnych:

28 28 Planowanie rozkładu jazdy wózków samojezdnych:

29 29 Komunikat sygnalizujący problem kolizji:

30 30 Harmonogram rozkładu jazdy wózków samojezdnych:

31 31 Specyfikacja zleceń produkcyjnych przewidzianych do realizacji w systemie:

32 32 Specyfikacja zleceń produkcyjnych

33 33 Moduł weryfikacji zleceń produkcyjnych

34 34 Planowanie przepływu w systemie – SPPP:

35 35 W celu zapewnienia ustalonego przebiegu procesów, relacje pomiędzy regułami alokowanymi na zasobach systemu uwzględniają tzw. warunek bilansu systemu. Warunek ten jest spełniony, gdy liczba detali wprowadzonych do każdej marszruty produkcyjnej w przebiegu ustalonym systemu równa jest liczbie detali wychodzących z systemu. Zbiór reguł wyboru priorytetu alokowanych na zasobach M1, M2: oraz odpowiednio na ich buforach przystanowiskowych M1WE, M1WY i M2WE, M2WY, które określają kolejność dostępu procesów do poszczególnych zasobów:

36 36 Komunikaty o przyczynie odrzucenia zlecenia: Na podstawie generowanych komunikatów system SPPP pozwala uzyskać informacje o słabych stronach systemu produkcyjnego. Analiza komunikatów pozwala na dostosowanie systemu do realizacji odrzuconych zleceń poprzez np. zwiększenie pojemności bufora przystanowiskowego, uruchomienie dodatkowych wózków samojezdnych, zwiększenie ich pojemności, zmianę marszrut wprowadzanych procesów lub negocjację terminów realizacji zleceń z klientem, itp

37 37 Diagram obciążeń zasobów technologicznych w trakcie realizacji zleceń Z1 i Z2 Po dokonaniu weryfikacji zleceń w systemie SPPP dostępne są diagramy ilustrujące obciążenie zasobów technologicznych, obciążenie wózków samojezdnych, obciążenie magazynów przystanowiskowych oraz harmonogram rozkładu jazdy wózków samojezdnych.

38 38 Obciążenie wózków W1 i W2 o pojemności odpowiednio 2 i 4, elementami partii zlecenia Z1 i Z2 w przebiegu ustalonym o okresie T=12:

39 39 PRZYKŁADOWE EKSPERYMENTY: Stanowią ilustrację wykorzystania SPPP: 1.w projektowaniu obciążeń systemu; 2.doborze zleceń produkcyjnych; 3.projektowaniu struktury systemu produkcyjnego.

40 40 1. Projektowanie obciążenia systemu Projektowanie obciążeń jest typowym zadaniem z zakresu planowania operatywnego. Do systemu kierowane są planowane do realizacji zlecenia produkcyjne. Od systemu planowania przepływu oczekuje się dokonania odpowiedniego przydziału zadań do poszczególnych maszyn, wózków samojezdnych, buforów przystanowiskowych, itd., co odpowiada zaprojektowaniu ustalonego przepływu produkcji.

41 41 Dana jest komórka produkcyjna składająca się z sześciu zasobów technologicznych (obrabiarek CNC) oraz sześciu buforów przystanowiskowych wejściowych i sześciu buforów przystanowiskowych wyjściowych. Dopuszczalna pojemność każdego z nich wynosi 2 elementy. W systemie kursują cyklicznie dwa wózki samojezdne W 1 i W 2 o pojemności 2 elementów, według rozkładu jazdy, jak na poniższym diagramie:

42 42 Marszruty wózków oraz czasy realizacji operacji transportowych ilustruje poniższa tabela: NazwaOkresOperacje transportowe (czasy operacji) Wózek W 1 T w1 = 4M 1 – M 3 (1)M 3 – M 6 (1)M 6 – M 1 (2) Wózek W 2 T w2 = 6M 4 – M 5 (3)M 5 – M 1 (1)M 1 – M 2 (1)M 2 – M 4 (1) Okres systemu transportu wynosi T=12

43 43 Do realizacji w systemie przewidziane są trzy zlecenia produkcyjne Z 1, Z 2 i Z 3 : Lp.Lp.NazwaLiczba operacji w procesie Wielkość serii Termin realizacji Z1Z1 Wałek stożkowy Z2Z2 Koło zębate Z3Z3 Korpus

44 44 Zlecenie Z 1 (wałek stożkowy) specyfikowane jest procesem P 1 Nr operacji procesu P Zasób technologicznyM1M1 M3M3 M6M6 Czas przygotowawczo-zakończeniowy212 Czas realizacji operacji242 Nr operacji procesu P Zasób technologicznyM6M6 M1M1 M2M2 Czas przygotowawczo-zakończeniowy111 Czas realizacji operacji3113 Zlecenie Z 2 (koło zębate) specyfikowane jest procesem P 2

45 45 Parametry systemu oraz zleceń produkcyjnych wprowadzono do systemu planowania przepływu produkcji – SPPP. Kolejność wprowadzania zleceń do systemu, wielkości i terminy ich realizacji określono w oknie dialogowym – specyfikacji zleceń produkcyjnych. Zlecenie Z 3 (korpus) specyfikowane jest procesem P 3 Nr operacji procesu P Zasób technologicznyM2M2 M4M4 M5M5 Czas przygotowawczo-zakończeniowy232 Czas realizacji operacji368

46 46 Specyfikacja zleceń produkcyjnych Z 1, Z 2, Z 3

47 47 Podczas weryfikacji zleceń, zlecenie Z 1 zostaje wprowadzone do systemu z partią produkcyjną 3: Wybór wielkości partii produkcyjnej dla zlecenia Z 1

48 48 Okno modułu weryfikacji po wprowadzeniu zlecenia Z 1 :

49 49 Okno modułu weryfikacji po wprowadzeniu zlecenia Z 2 :

50 50 Wprowadzenie trzeciego zlecenia Z 3 wymaga interwencji operatora dotyczącej doboru wielkości partii produkcyjnej z wyznaczonego zbioru dopuszczalnych wielkości partii. Zlecenie zostaje wprowadzone do systemu z partią produkcyjną wielkości 2:

51 51 Okno modułu weryfikacji po wprowadzeniu zlecenia Z 3 :

52 52 Wszystkie zlecenia zostały przyjęte do realizacji w systemie. Dla każdego z nich określone są: wielkość partii produkcyjnej, wielkości partii transportowych dla każdego odcinka jego marszruty produkcyjnej, termin rozpoczęcia oraz zakończenia realizacji zlecenia, długość cyklu produkcyjnego, okresowość wprowadzania partii produkcyjnych, zbiór reguł wyboru priorytetu alokowanych na zasobach i buforach przystanowiskowych oraz wektor ich aktywacji. Jednocześnie wyznaczane są wskaźniki oceny jakościowej systemu: wskaźnik terminowości realizacji zlecenia, wskaźniki obciążenia zasobów, wózków samojezdnych oraz magazynów przystanowiskowych.

53 53 Przebieg ustalony realizowanej produkcji – obciążenie zasobów: Obciążenie wózków samojezdnych elementami realizowanych w systemie:

54 54 Diagram obciążeń magazynów (buforów) przystanowiskowych w trakcie realizacji zleceń Z 1, Z 2, Z 3 :

55 55 2. Dobór zleceń produkcyjnych Dobór zleceń produkcyjnych polega na udzieleniu odpowiedzi na pytanie: czy możliwe jest wprowadzenie dodatkowego zlecenia do systemu, w którym aktualnie realizowane są inne zlecenia. Możliwość doboru nowych zleceń produkcyjnych wpływa na wzrost efektywności wykorzystania systemu oraz możliwość lepszego dostosowania się do oczekiwań zleceniodawców. Wprowadzenie kolejnego zlecenia następuje wówczas, gdy jego realizacja w systemie gwarantuje terminowe jego ukończenie oraz zapewniony jest nie zakłócony przebieg aktualnie realizowanej produkcji.

56 56 Do systemu z poprzedniego przykładu zgłoszone zostają dwa nowe zlecenia Z 4 i Z 5 specyfikowane odpowiednio procesami P 4 i P 5 Nr operacji procesu P Zasób technologicznyM2M2 M4M4 M5M5 Czas przygotowawczo-zakończeniowy021 Czas realizacji operacji132 Nr operacji procesu P 5 12 Zasób technologicznyM6M6 M4M4 Czas przygotowawczo-zakończeniowy10 Czas realizacji operacji21

57 57 Rozszerzony program produkcji o zlecenia Z 4 i Z 5 przedstawia poniższa tabela: Lp.Lp.NazwaLiczba operacji w procesie Wielkość serii Termin realizacji Z1Z1 Wałek stożkowy Z2Z2 Koło zębate Z3Z3 Korpus Z4Z4 Wałek zębaty stożkowy Z5Z5 Zębnik210300

58 58 Uruchomienie modułu weryfikacji zaowocowało wyznaczeniem dla zlecenia Z 4 dwóch dopuszczalnych wielkości partii produkcyjnych gwarantujących terminową realizację zlecenia przy niezakłóconym przepływie aktualnie realizowanych zleceń Z 1, Z 2 i Z 3. Do systemu wprowadzono zlecenie Z 4 z partią produkcyjną 2

59 59 Okno modułu weryfikacji po wprowadzeniu zlecenia Z 4

60 60 Zlecenie Z 5 zostaje odrzucone ze względu na brak dostępności wózka umożliwiającego zrealizowanie wymaganej operacji transportowej:

61 61 Przebieg ustalony po wprowadzeniu zlecenia Z 4:

62 62 3. Projektowanie struktury systemu Planowanie produkcji w systemie SPPP pozwala na syntezę rozpatrywanego systemu produkcyjnego. Oznacza to możliwość wnioskowania o strukturze danego systemu na podstawie znajomości jego zachowania się w określonych sytuacjach. Dzięki generowanym przez system SPPP informacjom można określić, jakie zmiany w strukturze systemu należałoby przeprowadzić, aby zrealizować dodatkowe zlecenia produkcyjne, np.: zwiększenie pojemności odpowiedniego bufora przystanowiskowego lub wózka samojezdnego, dopasowanie struktury tras systemu transportu, zmiana rozkładu jazdy wózka, wprowadzenie dodatkowego środka transportu, itp.

63 63 Wykorzystano dane z dwóch wcześniejszych przykładów. W poprzednim przypadku, w wyniku weryfikacji nowych zleceń Z 4 i Z 5 odrzucono zlecenie Z 5 ze względu na brak wózka na trasie M 6 - M 4 w okresie. Oznacza to, iż dla zrealizowania zlecenia Z 5 wymagana jest dostępność w zadanym odcinku czasu środka transportowego zdolnego do przetransportowania elementów tego zlecenia ze stanowiska M 6 na stanowisko M 4. W związku z tym wprowadzono nowy wózek W 3 o pojemności 2 elementów, którego czasy realizacji operacji transportowych oraz marszrutę transportową przedstawia kolejna tablica

64 64 Marszruta wprowadzonego wózka W 3 NazwaOkresOperacje transportowe (czasy operacji) Wózek W 3 T w3 =3M 6 – M 4 (1)M 4 – M 1 (3)M 1 – M 6 (2) Rozkład jazdy wózków samojezdnych po wprowadzeniu wózka W 3

65 65 W wyniku ponownej próby weryfikacji zlecenie Z 5 przyjęte zostało do realizacji w systemie:

66 66 Zastosowanie systemu planowania przepływu produkcji pozwala nie tylko na zaprojektowanie obciążeń systemu (harmonogramu) lecz również na udzielenie szybkiej odpowiedzi kontrahentom zgłaszającym potrzebę wykonania określonych zleceń produkcyjnych w systemie o możliwości terminowego ich wykonania. W przypadku zleceń priorytetowych istnieje możliwość dostosowania struktury systemu do potrzeb wynikających z ich realizacji na podstawie informacji uzyskiwanych z systemu. Istnieje również możliwość oceny pracy systemu dzięki generowanym wskaźnikom oceny jakościowej systemu, takich jak: wskaźnik obciążenia zasobów technologicznych, wskaźnik obciążenia wózków i magazynów oraz wskaźnik terminowości realizacji zleceń. Pozwala to, na bieżąco oceniać efektywność systemu po wprowadzeniu każdego z nowych zleceń bądź po wprowadzeniu zmian parametrów systemu.

67 67 Literatura 1.Gattner D., Saniuk S., Skołud B., (2000), Zarządzanie przepływem wieloasortymentowej produkcji rytmicznej w warunkach ograniczeń logistycznych, Pomiary Automatyka Robotyka, Miesięcznik naukowo – techniczny, Warszawa, kwiecień 2000, s Saniuk S., Krenczyk D., Banaszak Z., (2000), Weryfikacja zleceń produkcyjnych w systemach jednoczesnej wieloasortymentowej produkcji rytmicznej, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria Automatyka z. 129, s


Pobierz ppt "1 Proces produkcyjny – Wariantowanie zamówień produkcyjnych."

Podobne prezentacje


Reklamy Google